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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:吳宜玲
研究生(外文):Wu, Yiling
論文名稱:數學科建構反應題診斷系統的建置-以七年級「指數律與科學記號」單元為例
論文名稱(外文):Developing an online diagnostic test system with multiple-choice items and constructed-response items in Mathematics--taking the "exponential laws and scientific notations" unit in grade seven as an example
指導教授:施淑娟施淑娟引用關係
指導教授(外文):Shih, Shuchuan
口試委員:孫扶志吳慧珉施淑娟
口試委員(外文):Sun, FuchihWu, Huey-MinShih, Shuchuan
口試日期:2012-06-26
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺中教育大學
系所名稱:教育測驗統計研究所
學門:教育學門
學類:教育測驗評量學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2012
畢業學年度:100
語文別:中文
論文頁數:131
中文關鍵詞:建構反應題錯誤類型指數律科學記號
外文關鍵詞:constructed-response itemserror typeexponential lawsscientific notations
相關次數:
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建構反應題可以收集詳盡的學生作答反應,記錄學生解題時的所有過程,可以藉此優點分析學生的錯誤類型。在數學科「指數律與科學記號」單元,是學生初接觸新的記數方法與運算法,導致學生在學習新的概念時容易產生錯誤類型。若以「選擇題」的方式出題,無法避免學生以「猜測」方式作答,教師難以從中了解學生的能力。本研究以建構反應題的題型,建置出可自動計分之七年級「指數律與科學記號」單元建構反應題線上診斷系統,透過學生實際操作作答,記錄學生的解題歷程,分析學生的錯誤類型。
本研究所得之結論如下:
一、 本研究之「指數律與科學記號」建構反應題診斷測驗系統,能記錄受試者的解題歷程,分析受試者的錯誤類型,可以自動計分。
二、 從選擇題題型與包含部分建構反應題的多點計分題型之測驗信度比較發現,加入建構反應題題型的測驗信度優於全部選擇題型的測驗信度(0.890 < 0.894)。因此,在相同測驗長度的情況下,如能加入部分建構反應題題型,可以提高測驗之信度。
三、 學生在「指數律與科學記號」單元之建構反應題診斷測驗之錯誤類型比選擇題題型更詳盡與多元化。
四、 本研究所研發可自動計分之建構反應題模型在錯誤類型的偵測率達100%,成效良好。結合選擇題和建構反應題作答反應之貝氏網路在子技能與錯誤類型之辨識率皆優於傳統的貝氏網路。

The constructed-response items can collect the students' problem solving, including all actions while problem solving, so it is suitable to analyze the error types. In the " exponential laws and scientific notations " unit of math subject, students have many misconceptions. If the questions are "multiple-choice types", students can solve by guessing, teachers can not know what error types the students have. This research is base on constructed-response items to build a " exponential laws and scientific notations " diagnostic test system. With practicing, record the problem solving processes to analyze the students' error types.
The study result gives:
a. The diagnostic test system of this research can record the problem solving processes, analyze the students' error types, and score automatically.
b. The reliability of added constructed-response items is better than the multiple-choice types (0.890 < 0.894). Therefore, in the case of the same test length, if the questions can be added a part of constructed-response items, the reliability will be higher.
c. We can obtain more students' answering responses from the constructed-response items than the multiple choice questions.
d. The development- “automatic analyzing constructed-response items model” of this thesis can identify the error type attaining to 100% accuracy, and the performance is excellent. On the identification of sub-skills, and error types, rhe Bayesian network which is combined the multiple choice questions with the solving responses of the constructed-response items is better than the traditional one.

目錄
表目錄…………………………………………………………………………………..…….V
圖目錄……………………………………………………………………………………....VII
第一章 緒論 1
第一節 研究動機 1
第二節 研究目的 4
第三節 名詞釋義 4
第四節 研究範圍與限制 8
第二章 文獻探討 9
第一節 建構反應題與國際評量之建構反應題題型 9
第二節 電腦化診斷測驗系統 21
第三節「指數律與科學記號」教材探討與錯誤類型分析 32
第三章 研究方法 41
第一節 研究設計 41
第二節 研究流程 42
第三節 研究對象 44
第四節 研究工具 45
第五節 電腦化測驗系統之介面 53
第六節 建構反應題之解題策略分析 68
第七節 建構題與貝氏網路結合之認知診斷模式設計 75
第八節 評估方法與指標 80
第四章 研究結果 84
第一節 建構反應題計分模式 84
第二節 建構反應題型之成效評估 92
第三節 貝氏網路之成效評估 101
第五章 結論與建議 104
第一節 結論 104
第二節 建議 105
參考文獻 106
中文部分 106
英文部分 113
附錄一 116
附錄二 119
附錄三 121
附錄四 130
附錄五 131

表目錄
表2-1-1建構反應題在教育測驗上之相關研究 11
表2-1-2 PISA 2012數學素養評量在各歷程所佔的百分比 17
表2-1-3 PISA的建構反應題型計分範例,以2009年學生能力國際評量計劃中文網站數學科樣本試題為例 18
表2-1-4 TIMMS的建構反應題型計分範例,以2009年數學科四年級樣本試題為例 20
表2-3-1「指數律與科學記號」之分年細目與對照能力指標 32
表2-3-2「指數律與科學記號」的子技能 33
表2-3-3「指數律與科學記號」的教材研究及錯誤類型相關文獻資料 35
表2-3-4「指數律與科學記號」的錯誤類型 38
表3-4-1「指數律與科學記號」的子技能與錯誤類型對應表 46
表3-4-2「指數律與科學記號」單元之試題範例 48
表3-4-3 預試試卷之評量架構表 49
表3-4-4「指數律與科學記號」單元預試試題參數、答題情形及信度表 50
表3-4-5 Ebel & Frisbie(1991)之試題難度等級表 51
表3-4-6 Ebel(1979)之鑑別度評鑑標準表 52
表3-5-1 資料庫所記錄之學生作答 59
表3-5-2 建構題第21題資料庫所記錄之學生解題歷程範例 67
表3-5-3 建構題第22題資料庫所記錄之學生解題歷程範例 67
表3-5-4 建構題第23題資料庫所記錄之學生解題歷程範例 67
表3-8-1 選擇題第16題各選項的錯誤類型 80
表3-8-2 選擇題第18題各選項的錯誤類型 80
表3-8-3 選擇題第17題各選項的錯誤類型 81
表3-8-4 選擇題第14題各選項的錯誤類型 82
表4-1-1「指數律與科學記號」單元建構反應題第21題編碼範例 85
表4-1-2「指數律與科學記號」單元建構反應題第22題編碼範例 87
表4-1-3「指數律與科學記號」單元建構反應題第23題編碼範例 89
表4-1-4「指數律與科學記號」單元正式測驗選擇題與建構試題信度分析比較表 91
表4-1-5「指數律與科學記號」單元正式測驗選擇題與建構試題鑑別度、難度分析比較表 91
表4-2-1 學生於建構反應題所增加之錯誤類型 92
表4-2-2 第21題全體學生錯誤類型數量統計表 93
表4-2-3 第21題全體學生錯誤類型數量統計表 95
表4-2-4 第22題全體學生錯誤類型數量統計表 96
表4-2-5 第22題全體學生錯誤類型數量統計表 97
表4-2-6 第23題全體學生錯誤類型數量統計表 99
表4-2-7 第23題全體學生錯誤類型數量統計表 100
表4-3-1 四種貝氏網路之子技能辨識率比較表 101
表4-3-2 四種貝氏網路之錯誤類型辨識率比較表 102
表4-3-3 四種貝氏網路之平均辨識率比較表 103



圖目錄
圖2-1-1 NAEP的建構反應題型範例,以2011年8年級的測驗試題為例:Josh家到外婆家距離與時間的關係圖。 15
圖2-1-2 PISA的建構反應題型範例,以2009年學生能力國際評量計劃中文網站數學科樣本試題為例:一個男生步行的腳印 18
圖2-1-3 TIMMS的建構反應題型範例,以2007年數學科四年級樣本試題為例:圖形A與圖形B 19
圖2-2-1 BNAT電腦化適性測驗與學習系統登入介面 29
圖2-2-2 KSAT電腦適性測驗診斷系統登入介面 30
圖2-2-3 國民小學及國民中學補救教學學生評量系統登入介面 31
圖3-2-1 研究流程圖 43
圖3-4-1 「指數律與科學記號」單元的專家知識結構圖 47
圖3-5-1 「指數律與科學記號」單元建構反應題第21題之選擇題形式介面 54
圖3-5-2 「指數律與科學記號」單元建構反應題第22題之選擇題形式介面 54
圖3-5-3 「指數律與科學記號」單元建構反應題第23題之選擇題形式介面 55
圖3-5-4 「指數律與科學記號」單元建構反應題第21題之選擇題形式介面作答範例 56
圖3-5-5 「指數律與科學記號」單元建構反應題第22題之選擇題形式介面作答範例 57
圖3-5-6 「指數律與科學記號」單元建構反應題第23題之選擇題形式介面作答範例 57
圖3-5-7 「指數律與科學記號」單元之施測範例1 58
圖3-5-8 「指數律與科學記號」單元之施測範例2 58
圖3-5-9 「指數律與科學記號」單元建構題試題第21題介面 60
圖3-5-10「指數律與科學記號」單元建構題試題第22題介面 61
圖3-5-11「指數律與科學記號」單元建構題試題第23題介面 61
圖3-5-12「指數律與科學記號」單元建構題試題第21題題目區 62
圖3-5-13「指數律與科學記號」單元建構題試題第22題題目區 62
圖3-5-14「指數律與科學記號」單元建構題試題第23題題目區 62
圖3-5-15建構題工具區 63
圖3-5-16 「指數律與科學記號」單元建構題試題第21題、第22題之作答區 64
圖3-5-17 「指數律與科學記號」單元建構題試題第23題之作答區 65
圖3-5-18 「指數律與科學記號」單元建構題試題第21題之作答範例 65
圖3-5-19 「指數律與科學記號」單元建構題試題第22題之作答範例 66
圖3-5-20 「指數律與科學記號」單元建構題試題第23題之作答範例 66
圖 3-6-1 第21題解題策略分析流程圖 70
圖 3-6-2 第22題解題策略分析流程圖 72
圖 3-6-3 第23題解題策略分析流程圖 74
圖3-7-1 「指數律與科學記號」的貝氏網路圖模式一 76
圖3-7-2 「指數律與科學記號」的貝氏網路圖模式二 77
圖3-7-3 「指數律與科學記號」的貝氏網路圖模式三 78
圖3-7-4 「指數律與科學記號」的貝氏網路圖模式四 79
圖3-8-1 5-fold cross validation的評估方法圖 83
圖4-1-1 第21題解題策略計分流程圖 86
圖4-1-2 第22題解題策略計分流程圖 88
圖4-1-3 第23題解題策略計分流程圖 90
圖4-2-1 與建構題21題有相同概念之選擇題 94
圖4-2-2 與建構題21題有相同概念之選擇題解題範例 94
圖4-2-3 與建構題22題有相同概念之選擇題 96
圖4-2-4 與建構題22題有相同概念之選擇題解題範例 97
圖4-2-5 與建構題23題有相同概念之選擇題 99
圖4-2-6 與建構題23題有相同概念之選擇題解題範例 100



中文部分

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